Digitala Vetenskapliga Arkivet

Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Detecting Unauthorized Drones with Cell-Free Integrated Sensing and Communication
KTH, School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS).
2025 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Upptäckt av obehöriga drönare med cellfri integrerad sensorer- och kommunikationsteknik (Swedish)
Abstract [en]

In recent developments in cell-free massive multiple-input multiple-output (MIMO) systems, integrated sensing and communication (ISAC) technology has shown great potential by enhancing network efficiency through the dual use of resources for both communication and sensing applications. This project introduces a cell-free massive MIMO-ISAC framework aimed at detecting unauthorized drones while simultaneously meeting communication requirements. A Maximum a Posteriori Ratio Test (MAPRT) detector is proposed to identify passive aerial targets by processing signals received from distributed ground-based access points (RX-APs). Alongside sensing accuracy, timeliness is critical, as targets may exit the area before the sensing process is completed. To assess sensing performance, we define age of sensing (AoS) and sensing coverage as our performance metrics. We propose a joint blocklength and power optimization algorithm to jointly minimize AoS and maximize sensing coverage while ensuring communication requirements are met. Additionally, an adaptive weight selection algorithm is designed to balance AoS and sensing coverage. Simulation results show that, as communication demand increases, sensing coverage decreases while AoS increases. However, the proposed algorithm achieves almost full sensing coverage while reducing AoS by 45% compared to fixed-weight approaches in power and blocklength allocation.

Abstract [sv]

I de senaste framstegen inom cellfria massiva multiple-input multiple-output (MIMO)-system har integrerad sensorer- och kommunikationsteknik (ISAC) visat stor potential genom att förbättra nätverkets effektivitet genom dubbel användning av resurser för både kommunikation och sensorerapplikationer. Detta projekt presenterar en cellfri massiv MIMO-ISAC-ramverk som syftar till att upptäcka obehöriga drönare samtidigt som kommunikationskrav uppfylls. En maximum a posteriori-kvottestdetektor (MAPRT) föreslås för att identifiera passiva flygande mål genom att bearbeta signaler mottagna från dis- tribuerade markbaserade accesspunkter (RX-APs). Förutom noggrannhet vid sensorupptäckt är tidsfaktorn avgörande eftersom målen kan lämna området innan upptäcktsprocessen är avslutad. För att bedöma prestandan hos sensorer definieras åldern av sensorinformation (Age of Sensing, AoS) och sensor- täckning som prestandamått. Vi föreslår en gemensam optimeringsalgoritm för blocklängd och effekt för att samtidigt minimera AoS och maximera sensor-täckning, samtidigt som kommunikationskraven säkerställs. Dessutom utvecklas en adaptiv viktvalsalgoritm för att balansera AoS och sensor- täckning. Simuleringsresultaten visar att när kommunikationskravet ökar, minskar sensor-täckningen och AoS ökar. Emellertid uppnår den föreslagna algoritmen nästan full sensor-täckning samtidigt som AoS minskas med 45 % jämfört med metoder med fasta vikter för effekt- och blocklängdsallokering.

Place, publisher, year, edition, pages
2025. , p. 54
Series
TRITA-EECS-EX ; 2025:12
Keywords [en]
Integrated sensing and communication (ISAC), Multiple-input multiple- output (MIMO), Cell-free massive MIMO, Centralized-radio access network (C-RAN), Power allocation, Multi-static sensing, Age of sensing (AoS).
Keywords [sv]
Integrerad känslig och kommunikation (ISAC), Multi-ingång multi-utgång(MIMO), Cellfritt massivt MIMO, Centraliserat radioaccessnätverk(C-RAN), Eektfördelning, Multistatisk känslighet, Känslighetsålder(AoS).
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-361680OAI: oai:DiVA.org:kth-361680DiVA, id: diva2:1947294
Supervisors
Examiners
Available from: 2025-03-27 Created: 2025-03-25 Last updated: 2025-03-27Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1840 kB)101 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1840 kBChecksum SHA-512
76c78cee1f8f1d01dd27f6cb500d0d74294f4c5fa42aeb1d2d03b77e03465da6c233e5332ae971ea7921ff8806b6b06c88cd6cc47ff02c53c09385eeca814c0e
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS)
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 102 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 816 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf